Background: Both ventilation (V) and perfusion (Q) of the lungs are altered in asthma, but their relationships with allergen-induced airway responses and gas exchange are not well described.
Methods: The effects of aerosolized allergen provocation of V/Q abnormalities in nonsmoking, male atopic asthmatics (six dual responders and two isolated early responders) were compared with measurements of airflow limitation (forced expiratory volume in 1 s [FEV(1)]), gas exchange (arterial oxygen saturation, arterial oxygen partial pressure and alveolar-arterial oxygen gradient) and airway reactivity (provocative concentration of histamine causing a decrease of 20% in FEV(1)). V and Q lung scans at 30 min and 6 h following allergen challenge and changes in all variables were compared with prechallenge data. Digital image data were registered to baseline scans, and quantitative comparisons of changes made were supported by qualitative assessments of the images.
Results: All subjects showed evidence of impaired gas exchange, as reflected by lowered arterial oxygen tension and widened alveolar arterial oxygen gradients. Baseline V/Q scans were abnormal, and there were allergen-induced changes in V and Q at 30 min, with scans at 6 h showing additional changes in Q, particularly in dual responders. Allergen-induced gas trapping was evident at 30 min and was sustained at 6 h.
Conclusions: Regional patterns of V and Q derived from lung scintigraphy showed a wider range of disturbances than were indicated by the magnitude of airflow limitation and arterial hypoxemia following allergen provocation, and they remained abnormal despite normalization of FEV(1). Imaging of regional abnormalities of gas exchange may be relevant in the evaluation of patients with asthma.
HISTORIQUE :: Tant la ventilation (V) que la perfusion (Q) des poumons sont modifiées en présence d’asthme, mais leur lien avec les réponses des voies aériennes induites par des allergènes et les échanges gazeux n’est pas bien décrit.
MÉTHODOLOGIE :: Les effets d’une provocation par aérosol d’allergènes sur les anomalies de V/Q d’asthmatiques non fumeurs atopiques de sexe masculin (six doubles répondants et deux répondants isolés précoces) ont été comparés aux mesures de limitation du débit d’air (volume expiratoire maximal par seconde [VEMS]), aux échanges gazeux (saturation d’oxygène artériel, pression partielle de l’oxygène artériel et gradient d’oxygène alvéolaire artériel) et à la réactivité des voies aériennes (concentration provocatrice d’histamine responsable d’une diminution de la VEMS de 20 %). On a comparé les scintigraphies pulmonaires de V/Q 30 minutes et six heures après le test de provocation par allergènes et les modifications à toutes les variables aux données avant le test. Les images numérisées ont été inscrites dans les scintigraphies de départ, et les comparaisons quantitatives des modifications étaient étayées par des évaluations qualitatives des images.
RÉSULTATS :: Tous les sujets présentaient des traces de perturbation des échanges gazeux, reflétée par une diminution de la tension de l’oxygène artériel et un élargissement des gradients d’oxygène alvéolaire artériel. Les scintigraphies de V/Q de départ étaient anormales, et on remarquait des modifications à la V et à la Q induites par les allergènes au bout de 30 minutes, les scintigraphies au bout de six heures révélant d’autres modifications de la Q, notamment chez les répondants doubles. Le blocage des gaz induit par les allergènes était évident à 30 minutes, et se maintenait à six heures.
CONCLUSIONS :: Des modèles régionaux de la V et de la Q dérivés de la scintigraphie pulmonaire ont révélé une plus vaste gamme de perturbations que le supposait la magnitude de la limitation du débit d’air et l’hypoxémie artérielle après une provocation par allergènes, et ces perturbations sont demeurées anormales malgré la normalisation de la VEMS. L’imagerie des anomalies régionales des échanges gazeux pourrait contribuer à l’évaluation des patients asthmatiques.